基于OpenMP的电力系统无功优化并行计算

发布时间：2017-09-13 21:11

  本文关键词：基于OpenMP的电力系统无功优化并行计算

  更多相关文章： 无功优化 并行计算 OpenMP 加速比

【摘要】：无功优化关系到电压的质量、电网运行的安全性和经济性,所以,对无功优化精度的要求日益提高。无功优化的模型也就越来越复杂,计算量越来越大。传统串行计算的效率已经无法满足无功优化的在线控制要求,因此,本文旨在利用并行处理技术提高无功优化的计算速度。首先,本文介绍了一种无功优化的算法及其实现过程,并分析了它在提高优化速度方面的优缺点,同时分析了它在可以进行并行化处理方面的优势。根据这种无功优化算法的特点以及并行计算条件,本文选取了基于OpenMP的并行处理技术对无功优化过程进行并行处理。文中对并行计算的相关概念和并行计算在电力系统领域的应用作了简要的叙述,并较为详细地介绍了基于OpenMP的并行处理技术。然后,对无功优化进行了并行算法设计,大致可分为直接并行化、“分而治之”并行化以及改变算法实现并行化三种思路,每种思路都在无功优化程序中选取了相应的代码段作为并行处理的例子。进而简要分析了基于OpenMP的无功优化并行计算的性能。最后,用两个算例验证了基于OpenMP的并行处理技术在提高无功优化速度方面的有效性。并行程序是在Windows,Intel Parallel Studio XE 2011集成环境的VS2010运行环境下,使用Visual Fortran Compiler XE 12.0编译器编译执行的。算例结果证明:这种并行处理技术可以在不影响结果准确性的基础上,显著地提高无功优化的计算速度,是一种切实可用的方法。另外,本文所做的工作还有很多不足和需要进一步研究的地方,文章结尾处给出了一些重要的建议。
【关键词】：无功优化 并行计算 OpenMP 加速比
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM714.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 并行计算的相关概念11-14
• 1.2.1 并行计算机的发展11-12
• 1.2.2 并行计算机的体系结构12-14
• 1.3 并行计算在电力系统领域的应用14-15
• 1.4 并行计算在无功优化方面的应用15-17
• 1.5 本文的主要工作17-18
• 2 无功优化18-33
• 2.1 静态无功优化18-25
• 2.1.1 静态无功优化模型18-20
• 2.1.2 静态无功优化的实现20-25
• 2.2 综合无功优化25-30
• 2.2.1 综合无功优化的模型26-27
• 2.2.2 综合无功优化的实现27-30
• 2.3 算例分析30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 基于OpenMP的并行处理技术33-44
• 3.1 OpenMP基本概念33-34
• 3.2 OpenMP执行模型34-35
• 3.3 OpenMP编程要素35-43
• 3.3.1 OpenMP编译指导35-39
• 3.3.2 OpenMP运行时库函数39-42
• 3.3.3 OpenMP环境变量42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 基于OpenMP的无功优化并行计算44-58
• 4.1 无功优化并行计算的意义44-45
• 4.1.1 无功优化算法存在的问题44
• 4.1.2 无功优化并行计算的可行性44-45
• 4.2 无功优化并行算法设计45-52
• 4.2.1 直接并行化45-48
• 4.2.2“分而治之”并行化48-51
• 4.2.3 改变算法实现并行化51-52
• 4.3 基于OpenMP的无功优化并行计算性能分析52-53
• 4.3.1 OpenMP本身的开销53
• 4.3.2 负载均衡53
• 4.4 算例分析与结论53-57
• 4.4.1 算例Ⅰ53-54
• 4.4.2 算例Ⅱ54-57
• 4.4.3 分析和结论57
• 4.5 本章小结57-58
• 5 结论与展望58-60
• 5.1 全文总结58
• 5.2 后续工作展望58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 个人简历、在校期间发表的学术论文及研究成果64

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本文编号：845913